Cycloalkanes
第四章环烷烃
Organic Chemistry A (1)
By Prof. Li Yan-Mei
Tsinghua University
Content
4.1 Classification, Isomerization and nomenclature
4.2 Structure of cycloalkanes
4.3 Physical properties & spectrum data
4.4 Chemical properties
4.5 Preparation (learn on your own)
4.1 Classification, Isomerization and nomenclature
4.1.1 Classification
4.1.2 Isomerism
4.1.3 Nomenclature
4.1.1 Classification
By the size of the ring 按环的大小
Small rings Medium rings
Common rings
Large rings
C3~C4
C8~C12
C5~C7
C13~
By the saturation 按不饱和度
C n H2n C n H2n-2 C n H2n-4Cycloalkanes 环烷Cyclo olefines 环烯Cyclo alkynes 环炔
Monocyclic compounds 单环
By the number of the rings 按环的数目
Polyring compounds 多环
Fused ring 稠环Bridged ring 桥环Spiro rings 螺环
两环之间共用一个碳原子两环之间共用一根共
价键（共用两个直接
相连的碳原子）
两环之间共用两个
不直接相连的碳原
子
螺原子
桥头碳
几环？
To define the number of the rings:
The number of cutting you need to get a chain molecule out of a poly ring compound
将桥（稠）环烃变为链状化合物时需要断裂的碳链
数。如需断裂两次，则为二环化合物，断裂三次则
为三环化合物。
Some interesting bridging compounds
Cubane 立方烷
Primane
棱烷
Diamentane
金刚烷
篮烷
4.1.2 Isomerism
Constitutional isomers are derivated from
the change of size of rings and length of
side chains
C5H10
环的大小及侧链长短与位置变化
4.1.3 Nomenclature 命名
4.1.3.1 Monocyclic alkane 单环烷烃
1, When the side chain is not very complicate:
当支链不复杂时，以环烷烃为母体
methylcyclopentane
2-ethyl-4-methyl-1-propylcycloheptane 1-ethyl-3-methylcyclopentane 1,2-dimethylcyclopentane 1,2-二甲基环戊烷
甲基环戊烷
1-甲基-3-乙基环戊烷4-甲基-3-乙基-1-丙基环己烷
2, When the side chain is complicate or difficult to name:当支链较复杂或不易命名时，以环烷基为取代基
3-cyclohexylhexane
3-环己基己烷
3, When two rings are connected 两环相连时
Cyclopropylcyclohexane 环丙基环己烷Cyclopropylcyclopropane
环丙基环丙烷
4, Cis and trans isomerism:CH 3
CH 3H H CH 3H CH 3
H CH 3CH 3
CH 3
CH 3Cis-1,4-dimethylcyclohexane Trans-1,4-dimethylcyclohexane
CH3
CH3
CH3
How to name this compound ?
4.1.3.2 Polyring alkane 多环烷烃
1, Spiro cycloalkanes 螺环烃
1）选母体：根据成环的总碳原子数，称为“螺某烷”。
2）编号：从小环开始；从第一个非螺原子开始。
3）书写：先写词头“螺”
方括号内沿着编号方向写出每个环中除螺原子
外的每个环的碳原子数 数字之间用圆点隔开 最后写出包括螺原子在内碳原子数的烷烃名称 1
2
3
456789
10螺[4.5]癸烷
1
“小原则”：在不违背螺环烃命名的“大”原则基础上，在编号时应尽可能令取代基的位号最小。
1
2
3
45
67
8
9 10
1-甲基螺[4.5]癸烷思考！
1 2
3
45
67
8
9 10
spiro[4.5]decane 螺[4.5]癸烷spiro[5.5]undecane 螺[5.5]十一烷
1 2
3
45
67
8
9 10
6-methylspiro[4.5]decane 6-甲基[4.5]癸烷4-methylspiro[2.4]heptane 4-甲基[2.4]庚烷
1）选母体：根据成环的总碳原子数及环数，称为“n 环某烷”。
2）编号：从桥头碳开始；从最长桥开始。
3）书写：先写环数
方括号内沿着编号方向写出每个环中除桥头碳原子
外的每个环的碳原子数
数字之间用圆点隔开 最后写出包括桥头碳原子在内碳原子数的烷烃名称 2, Bridged-ring alkane and fused-ring alkane 桥环烃和稠环烃
1234
567
8
bicyclo[3.2.1]octane
二环[3.2.1]辛烷
注意：有两个桥头碳可
供选择
2,7,7-trimethylbicyclo[2.2.1]heptane
2,7,7-三甲基二环[2.2.1]庚烷
bicyclo[1.1.0]butane
二环[1.2.0]丁烷
For polycyclic compound as following 多元环
Deciding the main ring 选“主环”：最大的环
Choosing the main bridged carbon
选“主桥头碳”：主环与非主环的最长桥共用的桥头碳
Decide the serial number 编号：从主桥头碳开始；从最长桥开始
Naming the compound
书写（注意与非主桥相连的桥需注明所连桥的编号）
1
23
4
5
6
7
Tricyclic[2.2.1.02.6]heptane
思考：
1
234
567
8
9
10Tricyclic[3.2.2.12.7]decane
tricyclic[3.2.2.12.7]dacane
环烷烃 2．1环烷烃的定义和命名 分子中具有碳环结构的烷烃称为环烷烃，单环烷烃的通式为C n H2n，与单烯烃互为同分异构体。 环烷烃可按分子中碳环的数目大致分为单环烷烃和多环烷烃两大类型。 1．单环烷烃 最简单的环烷烃是环丙烷，从含四个碳的环烷烃开始，除具有相应的烯烃同分异构体外，还有碳环异构体，如分子式为C5H10的环烷烃具有五种碳环异构体。 为了书写方便，上述结构式可分别简化为： 当环上有两个以上取代基时，还有立体异构。 单环烷烃的命名与烷烃基本相同，只是在“某烷”前加一“环”字，环烷烃若有取代基时，它所在位置的编号仍遵循最低系列原则。只有一个取代基时“1”字可省略。
当简单的环上连有较长的碳链时，可将环当作取代基。如： 2．多环烷烃 含有两个或多个碳环的环烷烃属于多环烷烃。多环烷烃又按环的结构、位置分为桥环、螺环等。 （1）桥环两个或两个以上碳环共用两个以上碳原子的称为桥环烃，两个或两个以上环共用的叔碳原子称为“桥头碳原子”，从一个桥头到另一个桥头的碳链称为“桥”。桥环化合物命名时，从一个桥头开始，沿最长的桥编到另一个桥头，再沿次长的桥编回到起始桥头，最短的桥最后编号。命名时以二环、三环作词头，然后根据母体烃中碳原子总数称为某烷。在词头“环”字后面的方括号中，由多到少写出各桥所含碳原子数(桥头碳原子不计入)，同时各数字间用下角圆点隔开，有取代基时，应使取代基编号较小。例如： 1，2，7-三甲基-双环[2.2.1]庚烷双环[4.4.0]癸烷双环[2.2.1]庚烷 （2）螺环脂环烃分子中两个碳环共用一个碳原子的称为螺环烃，共用的碳原子为螺原子。命名时根据成环的碳原子总数称为螺某烷，编号从小环开始，经过螺原子编至大环，在“螺”字之后的方括号中，注明各螺环所含的碳原子数(螺原子除外)，先小环再大环，数字间用下角圆点隔开。有取代基的要使其编号较小。例如：
第二章 烷烃和环烷烃 有机化合物（简称有机物）中有一类数量众多，组成上只含碳、氢两种元素的化合物，称为碳氢化合物，简称烃（hydrocarbon ）。烃分子中的氢原子被其他种类原子或原子团替代后，衍生出许多其他类别的有机物。因此，烃可看成是有机物的母体，是最简单的一类有机物。根据结构的不同，烃可分为如下若干种类。 烃在自然界中主要存在于天然气、石油和煤炭中，是古老生物埋藏于地下经历特殊地质作用形成的，是不可再生的宝贵资源，是社会经济发展的主要能源物质，也是合成各类生活用品和临床药物的基础原料。本章讨论两类饱和烃——烷烃和环烷烃。 第一节 烷烃 分子中碳原子彼此连接成开放的链状结构的烃称为开链烃，因其结构与人不饱和开链烃 烃 饱和开链烃—烷烃 脂环烃（环烷烃、环烯烃等） 闭链烃 (环烃) 开链烃 (脂肪烃) 芳香烃 烯烃 炔烃
体脂肪酸链状结构相似又称脂肪烃，具有这种结构特点的有机物统称脂肪族化合物。分子中原子间均以单键连接的开链烃称为饱和开链烃，简称烷烃（alkane）。 一、烷烃的结构、分类和命名 （一）烷烃的结构 1.甲烷分子结构甲烷是家用天然气的主要成分，也是农村沼气和煤矿瓦斯的主要成分，广泛存在于自然界中，是最简单的烷烃。 甲烷分子式是CH ，由一个碳原子与四个氢原子分别共用一对电子，以四个 4 共价单键结合而成。如下图2-1（a）所示。 图2-1 甲烷分子结构示意图 结构式并不能反映甲烷分子中的五个原子在空间的位置关系。原子的空间位置关系属于分子结构的一部分，因而也是决定该物质性质的重要因素。化学学科常借助球棍模型来形象地表示有机物分子的空间结构（不同颜色和大小的球表示不同原子，小棍表示共价键）。根据现代物理方法研究结果表明，甲烷分子空间结构如图2-1（b）所示。但是球棍模型这种表示书写起来极不方便，要将甲烷的立体结构在纸平面上表示出来，常通过实线和虚线来实现。如图2-1（c）所示，虚线表示在纸平面后方，远离观察者，粗实线（楔形）表示在纸平面前方，靠近观察者，实线表示在纸平面上，这种表示方式称透视式。 将甲烷透视式中的每两个原子用线连接起来，甲烷在空间形成四面体。根据现代物理方法测定，甲烷分子为正四面体结构，碳原子处于四面体中心，四个氢原子位于四面体四个顶点。四个碳氢键的键长都为0.109 nm，键能为414.9kJ?mol-1，所有H-C-H的键角都是109.5o。 碳原子核外价电子层结构为2s22p2，按照经典价键理论，共价键的形成是电子配对的过程。碳原子价电子层上只有两个单电子，因而碳原子应该只能形
第二章烷烃和环烷(lkane and Cycloalkane) 教学要求: 掌握：烷烃、环烷烃的结构；烷烃构造异构、环烷烃几何异构的概念及命名；烷烃、环烷烃、螺环烃、桥环烃的命名；烷烃、环烷烃的构象异构及其写法；取代环己烷的优势构象；烷烃的自由基取代反应及小环烷烃的特殊性。 熟悉：烃的分类；烷烃、环烷烃的物理性质；自由基的构型及其稳定性。 了解：烃的来源及其在日常生活、医学上的用途。 第一节烷烃（Alkane ) 仅由碳和氢两种元素组成的化合物称为碳氢化合物，简称为烃（hydrocarbon）。 烃的分类： 一．烷烃的结构 烷烃属于饱和烃，其分子中所有碳原子均为SP3杂化，分子内的键均为 键，成键轨道沿键轴“头对头”重叠，重叠程度较大，键较稳定，可沿键轴自由旋转而不影响成键。） 甲烷是烷烃中最简单的分子，其成键方式如下: 碳原子sp3杂化, 4个sp3杂化轨道分别与4个氢原子的S轨道重叠，形成4个C—Hσ键，4个C—Hσ键间的键角109°28′,空间呈正四面体排布，相互间距离最远，排斥力最小，能量最低，体系最稳定，C-H键长110pm。乙烷是含有两个碳的烷烃，其结构如下： 图2－2乙烷的结构 两个碳原子各以sp3杂化轨道重叠形成C—Cσ键，余下的杂化轨道分别和6个氢原子的s 轨道重叠形成六个C—Hσ键。C-C键长154pm,C-H键长110pm 。 ★其他烷烃的成键方式同乙烷相似。 ★烷烃的通式、同系列 烷烃的分子组成可用通式C n H2n+2表示。 具有相同分子通式和结构特征的一系列化合物称为同系列（homologous series）。如：CH4CH3CH3 CH3CH2CH3 ；同系列中的各化合物互称为同系物（homolog）；相邻两个同系物在组成上的不
第二节烷烃 第二课时 永昌四中化学教研组 王作宏 教学目标： 知识与技能： 1．分析烷烃中碳原子和氢原子等的立体位置关系 2．了解烷烃的简单命名法； 3．掌握烷烃的系统命名法。 过程与方法： 学会由名称判断命名正误的技巧。 情感、态度、价值观： 通过安排学生先看书、后练习、再讲评的教学方法，培养学生的自学能力，突出学生的主体地位，鼓励学生发现问题，磨炼学生的意志。 教学重点、难点 烷烃的系统命名法。 烷烃系统命名法—先看书、后练习(增加感性认识)、再讲评并归纳(建立理性认识)。练习分层设计，分类要求。讲评针对实际，归纳突出重点。 教学过程 【引言】前边我们把含有一个碳原子的烷烃分子叫甲烷，含二个和三个碳原子的烷烃分子称为乙烷和丙烷，又把四个碳原子的两种烷烃分子分别叫做正丁烷和异丁烷等，这些就像有些同学除了学名之外还曾有过小名一样，下面就来讨论有关烷烃分子的命名。 板书：三、烷烃的命名 ［设疑］什么叫烷烃的习惯命名法？ ［生］(以学习小组为单位自学、讨论、总结后由一名学生代表回答)：根据分子里所含碳原子数目来进行的命名，就叫习惯命名法。 ［板书］1.习惯命名法 ［问］习惯命名法的基本原则有哪些？ ［生］碳原子数后加一个“烷”字，就是简单烷烃的名称，碳原子的表示方法：①碳原子在1～10之间，用甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸表示；②碳原子数大于10时，用实际碳原子数表示，如C6H14叫己烷，C17H36叫十七烷。 ［问］若存在同分异构体时如何解决？ ［生］为了区别同分异构体的名称，可以根据分子中支链数目的多少以“正”“异”“新”等来区别，如戊烷的三种同分异构体分别叫做正戊烷、异戊烷、新戊烷。
桥环、螺环烷烃的命名 桥环烷烃的命名 桥环烷烃（bridged hydrocarbon）是指共用两个或两个以上碳原子的多环烷烃，共用的碳原子称为桥头碳（bridgehead carbon），两个桥头碳之间可以是碳链，也可以是一个键，称为桥。将桥环烃变为链形化合物时，要断裂碳链，如需断两次的桥环烃称为二环（bicyclo），断三次的称三环（tricyclo）等等，然后将桥头碳之间的碳原子数（不包括桥头碳）由多到少顺序列在方括弧内，数字之间在右下角用圆点隔开，最后写上包括桥头碳在内的桥环烃碳原子总数的烷烃的名称。如桥环烃上有取代基，则列在整个名称的前面，桥环烃的编号是从第一个桥头碳开始，从最长的桥编到第二个桥头碳，再沿次长的桥回到第一个桥头碳，再按桥渐短的次序将其余的桥编号，如编号可以选择，则使取代基的位号尽可能最小： 如上式三环烃中，在2,6位中间无碳原子，因此用零表示，在零的右上角标明位号，位号中间用逗号隔开。
对于一些结构复杂的桥环烷烃，常用俗名。 螺环烷烃的命名 螺环烷烃（spirocyclic hydrocarbon）是指单环之间共用一个碳原子的多环烃，共用的碳原子称为螺原子（spiro atom）。螺环的编号是从螺原子上的小环开始顺序编号，由第一个环顺序编到第二个环，命名时先写词头螺，再在方括弧内按编号顺序写出除螺原子外的环碳原子数，数字之间用圆点隔开，最后写出包括螺原子在内的碳原子数的烷烃名称，如有取代基，在编号时应使取代基位号最小，取代基位号及名称列在整个名称的最前面： 螺[5.5]十一烷分子对称，可合并命名，称为螺[二环己烷]（spirobicyclohexane）。
2.3.2 环烷烃的命名
单环烷烃的命名 A. 当支链不复杂时，以环烷烃为母体 1,2-dimethylcyclopentane 1,2-二甲基环戊烷 1-ethyl-3-methylcyclopentane 1-甲基-3-乙基环戊烷
单环烷烃的命名methylcyclopentane 2-ethyl-4-methyl-1-propylcycloheptane 甲基环戊烷 4-甲基-2-乙基-1-丙基环己烷A. 当支链不复杂时，以环烷烃为母体 1-ethyl-3-methylcyclopentane 1,2-dimethylcyclopentane 1,2-二甲基环戊烷1-甲基-3-乙基环戊烷
B. 当支链较复杂或不易命名时，以环烷基为取代基 3-cyclohexylhexane 3-环己基己烷 C. 两环相连时 Cyclopropylcyclohexane 环丙基环己烷Cyclopropylcyclopropane 环丙基环丙烷
多环烷烃的命名 A. Spiro cycloalkanes 螺环烃 1）选母体：根据成环的总碳原子数，称为“螺某烷”。 2）编号：从小环开始；从第一个非螺原子开始。3）书写：先写词头“螺”方括号内沿着编号方向写出每个环中除螺原子外的每个环的碳原子数数字之间用圆点隔开最后写出包括螺原子在内碳原子数的烷烃名称12 345678910螺[4.5]癸烷
“小原则”：在不违背螺环烃命名的“大”原则基础上，在编号时应尽可能令取代基的位号最小。 1 2 3 45 67 8 9 10 1-甲基螺[4.5]癸烷思考！
第二章烷烃和环烷烃 1．写出只有伯氢原子，分子式为C8H18烷烃的结构式。 2．为什么没有季氢原子？ 3．命名下列化合物。 4．写出下列烷烃或环烷烃的结构式 ⑴不含有仲碳原子的4碳烷烃。 ⑵具有12个等性氢原子、分子式为C5H12的烷烃。 ⑶分子中各类氢原子数之比为：1°H：2°H：3°H = 6：1：1，分子式为C7H16的烷烃。 ⑷只有1个伯碳原子、分子式为C7H14的环烷烃。写出所有可能的环烷烃的结构式并加以命名。 5．化合物2,2,4-三甲基己烷分子中的碳原子，各属于哪一类型（伯、仲、叔、季）碳原子？ 6．元素分析得知含碳84.2%、含氢15.8%，相对分子质量为114的烷烃分子中，所有的氢原子都是等性的。写出该烷烃的分子式和结构式，并用系统命名法命名。 7．将下列化合物按沸点降低的顺序排列 ⑴丁烷⑵己烷 3 ⑶-甲基戊烷 ⑸-二甲基丁烷⑹环己烷 ⑷-甲基丁烷 2,3 2 8．按稳定性从大到小的次序，用Newman投影式表示丁烷以C2—C3键为轴旋转的4种典型构象式。 9．化合物A的分子式为C6H12，室温下能使溴的四氯化碳溶液褪色，但不能使高锰酸钾溶液褪色。A氢化得2,3-二甲基丁烷，与HBr反应得化合物B（C6H13Br）。写出化合物A 和B的结构式。 10．写出下列化合物的构象异构体，并指出较稳定的构象。 （1）异丙基环己烷（2）1-氯环己烷 11．将下列自由基按稳定性从大到小的次序排列。 12．为什么凡士林在医药上可用作软膏的基质？
13．完成下列反应式 14．写出下列药物的构象。 （1）镇痛药哌替啶（杜冷丁，Dolantin）的主要代谢产物哌替啶酸的结构为： 写出哌替啶酸的构象（—COOH在e键的构象）。 （2）促动力新药西沙必利（Cisapride）的结构为： 写出西沙必利的优势构象。 15．体内的抗坏血酸可使α-生育酚自由基还原再生为α-生育酚，同时抗坏血酸转变为抗坏血酸自由基。完成上述体内的自由基反应。 16．环己烷与氯在光或热的条件下，可生成一氯环己烷的反应是自由基的链反应。写出链引发、链增长、链终止的各步反应式。 17．在C6H14的构造异构体中，哪几种异构体不能用普通命名法命名。 18．试写出下列烷基的名称。 （1）CH3CH2 CH2 CH2― （2）（CH3）2CH―CH2―CH2― 19．试比较（1）丁烷、丙醇和丙胺的沸点；（2）丁烷、甲基乙基醚CH3―O―CH2CH3和丙醇在水中的溶解度。 20．试推测（1）辛烷（2）2,2―二甲基己烷（3）新辛烷和（4）2,2,3,3―四甲基丁烷燃烧热的大小。 21．（1）写出的反应机理。 （2）对于上式反应1940年前人们曾设想过下列机理，但没有被人们普遍认可，试说明可能的原因。 （3）为什么在引发阶段不一定先由乙烷产生CH3·，而是由Cl2产生Cl·？ 22．等摩尔的新戊烷和乙烷的混合物进行氯代反应，一氯代反应产生氯代新戊烷[(CH3)3CCH2Cl]和氯乙烷的比例为2.3：1，比较新戊烷和乙烷中1°H的活性。
环烷烃命名规则及例题 一、单环烷命名 1.基本与烷同，加前缀“环”称为环某烷 2.环上只有一个取代基时，不必编号 3.多个取代基时，最小取代基所连的C编为1（优先顺序规则），其它取代基位置编号尽可能小（最低系列原则）；位号取向需要符合两大规则的要求 4.简单环上连有较复杂C链，或同一C链上连接有几个脂环烃时，可将环当作取代基 二、螺环烷命名 1. 根据环上总碳数称为—螺[ ]某烷 2. 从小环中与螺原子相连的C开始编号，绕经螺原子，再由较大环回到螺原子 3. 尽可能使取代基处在最小位次 4. [ ]内注明各环中除螺原子外的碳原子数，由小到大排列，用圆点隔开 5. 取代基写于前 三、桥环烷命名 1. 根据环上总碳数称为——二环[ ]某烷 2. 从桥头碳起编，沿最长桥到达另一桥头，经次长桥回到第一桥头，最短桥最后编号 3. 尽可能使取代基处在最小的位次 4. [ ]中注明各桥中除桥头碳外的碳原子数，从大到小排列，用圆点分开 5. 取代基写于前 四、环己烷及取代环己烷优势构象的书写规则 1 （1）对位的C-C键相互平行（画Z 字形） （2）每碳各有一个C-H在垂直方向，峰上谷下 （3）每碳各另有一个C-H分别三左三右（左左右右），且上下交替 2、单取代环己烷优势构象 CH3总是取代在e键上。例如：甲基环己烷优势构象：
3、多取代环己烷优势构象 （1）取代基尽量在 e 键上 （2）体积大的取代基尽量在 e 键上（3）同时要满足顺反异构和位置要求 例如：反-1-甲基-3-叔丁基环己烷优势构象： C(CH3)3 CH3 五、例题 1、 1 2 3 4 5 6 1，5-二甲基-2-叔丁基环己烷 2、1 2 3 4 6 1，2-二甲基-3-叔丁基环己烷 3、 1 2 3 4 5 6 1-甲基-2-乙基-6-叔丁基环己烷 4、(CH2)4CH3 环丁基戊烷（戊基环丁烷） 5、H2C CH2 1,2-二环己基乙烷 6、 1 2 3 4 6 5 Cl 7 1,1-二甲基-3-氯环庚烷 7、 1 2 3 4 5 6 7 8螺[3.4]辛烷
第二章烷烃和环烷烃 教学目的 1. 使学生熟悉简单烷烃的普通命名法和较复杂烷烃的系统命名法。理解原子序数优先规则，能够准确的写出较复杂烷烃的构造式或名称。 2. 使学生理解“构象”概念，能够认识和书写简单烃类的构象的透视式和纽曼式、能够比较简单构象式的能量差别，掌握环己烷优势构象的画法。 3. 使学生了解饱和碳原子上的游离基取代反应、反应历程的概念和游离基稳定规律。 教学重点 1. 烷烃的系统命名规则、环己烷优势构象。 2. 原子序数优先规则 教学难点 1. 烷烃的构象（透视式与纽曼式）、环己烷优势构象。 2. 饱和碳原子上的游离基取代历程。 第一节烷烃的同系列和同分异构现象 一、烷烃的同系列 二、烷烃的同系列和同分异构现象 第二节烷烃和环烷烃的命名 一、普通命名法 其基本原则是： （1）含有10个或10个以下碳原子的直链烷烃，用天干顺序甲、乙、丙、丁、戊、已、庚、辛、壬、癸10个字分别表示碳原子的数目，后面加烷字。 例如：CH3CH2CH2CH3命名为正丁烷。 （2）含有10个以上碳原子的直链烷烃，用小写中文数字表示碳原子的数目。 如CH3（CH2）10CH3命名为正十二烷。（3）对于含有支链的烷烃，则必须在某烷前面加上一个汉字来区别。在链端第2位碳原子上连有1个甲基时，称为异某烷，在链端第二位碳原子上连有2个甲基时，称为新某烷。 如：CH3CH2CH2CH2CH3正戊烷 异戊烷(CH3)2CHCH2CH3 CH3 新戊烷 CH3 C CH3 CH3
二、系统命名法 1.烷烃的命名 系统命名法是我国根据1892年曰内瓦国际化学会议首次拟定的系统命名原则。国际纯粹与应用化学联合会（简称IUPAC 法）几次修改补充后的命名原则，结合我国文字特点而制定的命名方法，又称曰内瓦命名法或国际命名法。 烷基：烷烃分子去掉一个氢原子后余下的部分。其通式为C n H 2n+1-，常用R-表示。 常见的烷基有： 甲基 CH 3— （Me ） 乙基 CH 3CH 2— （Et ） 正丙基 CH 3CH 2CH 2— （n-Pr ） 异丙基 （CH 3）2CH — （iso-Pr ） 正丁基 CH 3CH 2CH 2CH 2— （n-Bu ） 异丁基 （CH 3）2CHCH 2— （iso-Bu ） 仲丁基 （sec-Bu ） 叔丁基 （CH 3）3C — （ter-Bu ） 在系统命名法中，对于无支链的烷烃，省去正字。对于结构复杂的烷烃，则按以下步骤命名： （1） 选择分子中最长的碳链作为主链，若有几条等长碳链时，选择支链较多的一条为主链。根据主链所含碳原子的数目定为某烷，再将支链作为取代基。此处的取代基都是烷基。 （2） 从距支链较近的一端开始，给主链上的碳原子编号。若主链上有2个或者个以上 的取代基时，则主链的编号顺序应使支链位次尽可能低。 （3） 将支链的位次及名称加在主链名称之前。若主链上连有多个相同的支链时，用小写中文数字表示支链的个数，再在前面用阿拉伯数字表示各个支链的位次，每个位次之间用逗号隔开，最后一个阿拉伯数字与汉字之间用半字线隔开。若主链上连有不同的几个支链时，则按由小到大的顺序将每个支链的位次和名称加在主链名称之前。 如果支链上还有取代基时，则必须从与主链相连接的碳原子开始 ，给支链上的碳原子编号。然后补充支链上烷基的位次.名称及数目。 2.环烷烃和多环脂环烃的命名 按照分子中所含环的多少分为单环和多环脂环烃。 根据脂环烃的不饱和程度又分为环烷烃和环烯烃（环炔烃）。 在多环烃中，根据环的连接方式不同，又可分为螺环烃和桥环烃。 （1）单环脂环烃的命名：环烷烃的命名与烷烃相似，根据成环碳原子数称为“某”烷，并在某烷前面冠以“环”字，叫环某烷。例如： 环丙烷 环丁烷 环已烷 环上带有支链时，一般以环为母体，支链为取代基进行命名，如： 二甲基环丙烷 CH 3CH 2CH CH 3 CH 3 CH 3
环烷烃的命名 环烷烃的命名 环烷烃，属于有机化合物，因为仅由氢(H)和碳(C)元素组成，故又属于烃类。又因为其仅由单键连接，构成如环状，故得名。环烷烃的化学通式为 CH，n为碳原子n2(n+1-g)数，g为环的数量。只有单环的环烷烃的命名与其同碳原子数的链状烯烃相似，如:环丙烷、环丁烷、环戊烷、环己烷等，超过20个碳的一般被称为“环石蜡”。 按环的大小，环烷烃可被分为小、中、大三类。环丙烷、环丁烷视作小的。常见的环戊烷、环己烷、环庚烷以及环辛烷至环十三烷是中等大小的，更大的则被视为大的环烷烃。 首先确定其为环烷烃，并观察其有几个碳原子，则命名为环几烃。此后再加上卤素、甲基等取代基进行命名。 多环环烷烃的命名法: 除非有俗名，否则多环环烷烃如桥环烷烃、螺环烷烃的命名较为复杂。名字包括表示环数量的前缀(如“二环”)、各环内碳原子总数的后缀以及表示各端点之间碳原子数的数字前缀，表示于中括号内。多个环公用的碳原子，即桥头碳不计入内。 例一: 二环[3.2.0]庚烷 该环烷烃总碳数为七，由一个五元环及一个四元环，共两个环组成，故词尾为“庚烷”，词头为“二环”。两个被共用的碳原子间有三个连接路线:一为五元环的部分，共三个碳(两个桥头碳不计入内，下同);二为四元环的部分，共二个碳;三为两环之间共用的边线，该物质由两桥头碳直接连结，中间没有碳。由此得出中括号内的数字(以降序表示数字之间用点分隔)。故上图的环烷烃为二环[3.2.0]庚烷，而数字的个数总比环数多一个(在此有两个环及三个数字)。“[3.2.0]二环庚烷”亦可，但环上有取代基时“二环[3.2.0]庚烷”有保留前面的位置的好处，方便加上“2,3-二氯”或“3,3-二甲基”等含数字的前缀，以符合IUPAC命名常规。 例二: 二环[2.2. 1]庚烷(俗名降冰片烷) 上图环烷烃总碳数为七，全为单键，词尾为庚烷;两共用碳间一个碳原子连接着，故词
第一章 烷烃和环烷烃 一、烷烃 1.烷烃的命名：普通命名法(异构词头用词头“正”、“异”和“新”等区分) 系统命名法：（1）选主链：碳链最长 （2）编号：“最低系列”原则是：逐个比较两种编号法中表示取代基位置的数字，最先遇到取代基位置最小者，定为最低系列． （3）书写表达：次序规则（p19) 小练习：1、用系统命名法命名下列有机物： 2、根据名称写出下列有机物的结构简式，并判断下列有机物命名是否正确，如不 正确，指出错误原因，然后再写出正确命名 （1）2，2，3，3－四甲基戊烷 （2）3，4－二甲基－4－乙基庚烷 （3）2，5－二甲基庚烷 （4）2，3－二甲基－6－乙基辛烷 （5）3，3－二甲基丁烷 （6）3－甲基－2－乙基戊烷 2.烷烃的分子结构 ① 烷烃的构象和构象异构体 ② 交叉式和重叠式构象（最不稳定） ③ 透视式或纽曼投影式 小练习： 以C2与C3的σ键为旋转轴，试分别画出2,3-二甲基丁烷和2,2,3,3-四甲基丁烷的典型构象式，并指出哪一个为其最稳定的构象式。 1）烷烃的物理性质： a. C1~ C4为气态，C5~ C17为液态，C17以上为固态 b. 沸点随相对分子质量增大而增大 CH 3— CH 2 —CH 2 —CH CH 2 —CH 3 —CH 3 CH 3— CH 3 CH 3 —CH 3 C CH 3— C H 2 —CH —CH 3 CH 3
c.相对分子质量相同、支链多、沸点低。 d.基本上随分子量的增加而增加 参阅物理常数表，试推测下列化合物沸点高低的一般顺序。 (1) (A) 正庚烷 (B) 正己烷 (C) 2-甲基戊烷 (D) 2,2-二甲基丁烷 (E) 正癸烷 (2) (A) 丙烷 (B) 环丙烷 (C) 正丁烷 (D) 环丁烷 (E) 环戊烷 (F) 环己烷 (G) 正己烷 (H) 正戊烷 (3) (A) 甲基环戊烷 (B) 甲基环己烷 (C) 环己烷 (D) 环庚烷 2）烷烃的化学性质：（从物质的结构来判断） a.甲烷的卤代反应：（氯代和溴代反应，反应速率：氯代 >溴代）自由基取代 b.其它烷烃的卤代反应（一卤代）：反应活性：3o H > 2o H > 1o H > CH4 c.自由基的相对稳定性：3o > 2o > 1o，越是稳定的自由基，越容易形成。 小练习：1.已知烷烃的分子式为C5H12，根据氯化反应产物的不同，试推测各烷烃的构造，并写出其构造式。 (1)一元氯代产物只能有一种 (2)一元氯代产物可以有三种 (3)一元氯代产物可以有四种 (4)二元氯代产物只可能有两种 2.将下列的自由基按稳定性大小排列成序。 ⑴⑵⑶⑷ 二、环烷烃 1、环烷烃的命名和类型 （一）单环烷烃（注意支链、顺反异构） （二）多环烷烃(桥环和螺环的命名) ①桥环：环的数目[桥头间的碳原子数]某烷，例：二环[4. 4. 0]癸烷 ②螺环：螺[除螺C外的碳原子数]某烷，例：螺[4. 5]癸烷 小练习：1、给下列环烃命名 CH3CH3CHCH2CH2 CH3 CH3CCH2CH3 CH3 CH3CHCHCH3 CH3 CH 3 CH 3 H 3 C
第二章 烷烃和环烷烃 一、 教学目的与要求： 1、掌握烷烃和环烷烃的结构特征和命名；烷烃和环烷烃的构象异构。 2、掌握烷烃和环烷烃的化学性质的异同点；烷烃和环烷烃的自由基取代及 机理；掌握小环的开环加成。 二、教学重点 1、烷烃的命名（包括六碳以下的英文命名）。伯、仲、叔碳原子和氢原子, 乙烷与正丁烷的构象； 2、烷烃的结构特征：σ键。卤代自由基反应机理，伯、仲、叔氢的反应活 性，伯、仲、叔碳自由基的相对稳定性； 3、脂环烃的命名（单环、螺环与桥环），三元、四元环的开环加成。 4、环己烷的椅式构象以及取代环己烷的优势构象规律。 三、教学难点： 1、烷烃的英文命名； 2、自由基卤代反应机理； 3、环己烷的椅式构象，以及取代环己烷的优势构象规律； 4、环丙烷的结构； 六、教学步骤及时间分配 导言：烃（Hydrocarbon ）：碳氢化合物。 简述烃的分类，介绍本章学习的重点要求，强调本章内容是学习后续各章的 基础。 1.1 烷烃 一、烷烃的结构 烷烃的结构特征：碳为sp 3杂化；C-H 、C-C 均为σ键。 σ键特点：键牢固，电子云沿键轴呈圆柱形对称，可自由旋转。 [示CH 4、CH 3CH 3的球棒模型] 简述同系列和同系物的概念和重要性： 二、烷烃的异构现象 (一) 碳链异构（carbon chain isomer ）：具有相同分子式，仅由于碳链结 构不同而产生的同分异构现象。 如：丁烷（C 4H 10 ）： 正丁烷 异丁烷 戊烷（C 5H 12）： 正戊烷 异戊烷 新戊烷 从以上异构体引出：四种类型的碳,三种类型的氢。 分析：各级碳和氢的结构特征和代表的符号。 思考：①指出下列烷烃的各级碳和氢： CH 3-C-CH 2-CH-CH 2-CH 3CH 3CH 33CH 32CH 3 CH 3
环烷烃命名规则及例题 一、单环烷命名 1.基本与烷同，加前缀“环”称为环某烷 2.环上只有一个取代基时，不必编号 3.多个取代基时，最小取代基所连的C 编为1（优先顺序规则），其它取代基位置编号尽可能小（最低系列原则）； 位号取向需要符合两大规则的要求 4.简单环上连有较复杂C 链，或同一C 链上连接有几个脂环烃时，可将环当作取代基 123 4 5 6 1，5-二甲基-2-叔丁基环己烷 二、螺环烷命名 1. 根据环上总碳数称为—螺[ ]某烷 2. 从小环中与螺原子相连的C 开始编号，绕经螺原子，再由较大环回到螺原子 3. 尽可能使取代基处在最小位次 4. [ ]内注明各环中除螺原子外的碳原子数，由小到大排列，用圆点隔开 5. 取代基写于前 12 3 456 5-甲基螺[2.5]辛烷 三、桥环烷命名 1. 根据环上总碳数称为—— 二环[ ]某烷 2. 从桥头碳起编，沿最长桥到达另一桥头，经次长桥回到第一桥头，最短桥最后编号 3. 尽可能使取代基处在最小的位次 4. [ ]中注明各桥中除桥头碳外的碳原子数，从大到小排列，用圆点分开 5. 取代基写于前 1234 5 6 7 8 二环[4.2.0]辛烷 四、环己烷及取代环己烷优势构象的书写规则 1
（1）对位的C-C键相互平行（画Z 字形） （2）每碳各有一个C-H在垂直方向，峰上谷下 （3）每碳各另有一个C-H分别三左三右（左左右右），且上下交替 2、单取代环己烷优势构象 总是取代在e键上。例如：甲基环己烷优势构象： CH3 3、多取代环己烷优势构象 （1）取代基尽量在e 键上 （2）体积大的取代基尽量在 e 键上 （3）同时要满足顺反异构和位置要求 例如：反-1-甲基-3-叔丁基环己烷优势构象： C(CH3)3 CH3 五、例题 1、 1 2 3 4 5 6 1，5-二甲基-2-叔丁基环己烷 2、1 2 3 4 6 1，2-二甲基-3-叔丁基环己烷 3、 1 2 3 4 5 6 1-甲基-2-乙基-6-叔丁基环己烷 4、(CH2)4CH3 环丁基戊烷（戊基环丁烷） 5、H2C CH2 1,2-二环己基乙烷
环烷烃命名规则及例 题
环烷烃命名规则及例题 一、单环烷命名 1.基本与烷同，加前缀“环”称为环某烷 2.环上只有一个取代基时，不必编号 3.多个取代基时，最小取代基所连的C编为1（优先顺序规则），其它取代基位置编号尽可能小（最低系列原则）；位号取向需要符合两大规则的要求 4.简单环上连有较复杂C链，或同一C链上连接有几个脂环烃时，可将环当作取代基 二、螺环烷命名 1. 根据环上总碳数称为—螺[ ]某烷 2. 从小环中与螺原子相连的C开始编号，绕经螺原子，再由较大环回到螺原子 3. 尽可能使取代基处在最小位次 4. [ ]内注明各环中除螺原子外的碳原子数，由小到大排列，用圆点隔开 5. 取代基写于前 三、桥环烷命名 1. 根据环上总碳数称为——二环[ ]某烷 2. 从桥头碳起编，沿最长桥到达另一桥头，经次长桥回到第一桥头，最短桥最后编号 3. 尽可能使取代基处在最小的位次
4. [ ]中注明各桥中除桥头碳外的碳原子数，从大到小排列，用圆点分开 5. 取代基写于前 四、环己烷及取代环己烷优势构象的书写规则 1、环己烷优势构象的书写（透视式） （1）对位的C-C键相互平行（画 Z 字形） （2）每碳各有一个C-H在垂直方向，峰上谷下 （3）每碳各另有一个C-H分别三左三右（左左右右），且上下交替 2、单取代环己烷优势构象 CH3总是取代在e键上。例如：甲基环己烷优势构象： 3、多取代环己烷优势构象 （1）取代基尽量在 e 键上 （2）体积大的取代基尽量在 e 键上 （3）同时要满足顺反异构和位置要求 CH3 C(CH3)3 例如：反-1-甲基-3-叔丁基环己烷优势构象： 五、例题
环烷烃的结构特点和化学性质 对环烷烃“构-性关系”的分析和讲解方面，授课教师应引导学生对比环烷烃和烷烃成键特点的异同点，通过分析得出环烷烃的结构特点、化学通性和化学特性。 （一）环烷烃的结构特点和化学性质 同开链烷烃相似，环烷烃分子中碳元素为sp3杂化，碳的sp3杂化轨道分别与碳的sp3杂化轨道或氢的1s轨道形成σ键。通过单环环烷烃的燃烧热数据的比较和分析，得出成环碳原子数不同，环烷烃的相对热化学稳定性不同。其中，小环的相对热化学稳定性最小，环相对最活泼，最容易发生开环反应，而正常环和大环的相对热化学稳定性最好，尤其环己烷是张力能为0的环。通过数据分析，强调三元环张力最大，最不稳定，而五元环和六元环是稳定的环。 接下来创设探究性情景，引导学生讨论环烷烃的相对热化学稳定性差别较大的原因。通过探究、讨论，引导学生首先分析环丙烷的结构特点与不稳定的原因：环烷烃成键时均以sp3杂化轨道重叠成键，键角应接近四面体所要求的角度109°28＇，但环丙烷分子为三元环，三个碳原子位于平面正三角形的三个顶点，环内碳-碳之间的夹角为60°，要使键角由正常的109°28＇变为60°，必须使两个键各向内偏转24°44＇(（109°28＇—60°）/2 )，键角必然会变形。环中键角的变形会产生张力，即Baeyer张力学说的主要观点——环内碳-碳之间的夹角偏离正常键角越大（碳的sp3杂化轨道成键时形成正四面
体结构，正四面体所要求的角度为109°28＇），键角变形的程度越大，环的张力越大，环的稳定性越小。Baeyer张力学说是否适用于所以的环？通过计算环丁烷、环戊烷、环己烷以及某些大环的键角变形程度与环的稳定性顺序的矛盾得出Baeyer张力学说主要适用于小环化合物，尤其是三元环。因为Baeyer张力学说的重要前提是成环的碳原子都在同一平面上，并排成正多边形。除了三元环外，其它环都不是平面结构，所以不适用。借此说明任何学说、规律都是在一定的条件下成立，应该辩证看待。接下来分析环丙烷的成键特点——弯键学说：由于环丙烷为三元环，环上碳的sp3杂化轨道之间只能部分侧面重叠，形成的键称为“弯曲键”或“香蕉键”，重叠程度不大，键的强度比开链烷烃的σ键小得多。σ成键电子部分暴露在两成键原子核之外，容易受到亲电试剂的进攻而开环，如Br2、HX等容易和环丙烷开环加成，这和开链烷烃不同，属于小环的特性反应。但是小环难以和高锰酸钾等强氧化剂反应，这一点和开链烷烃很相似。环丁烷具有和环丙烷相似的化学特性，但或许比环丙烷小，其它的环烷烃具有和开链烷烃相似的化学性质。 对于其它的环烷烃，要求学生掌握六元环的构象特点，理解环己烷的椅型构象是最稳定的构象，并理解环己烷的对称性、直立键（a 键）和平伏键（e键）的特点、两椅型构象之间的相互转变、以及取代环己烷的构象分析及其应用。 在对环烷烃的结构和构象分析方面可结合实物模型、三维动画进行；在Baeyer张力学说、环己烷的构象分析、取代环己烷的构象分
1.一般规则 1.1取代基的顺序规则 当主链上有多种取代基时，由顺序规则决定名称中基团的先后顺序。一般的规则是： 1.取代基的第一个原子质量越大，顺序越高； 2.如果第一个原子相同，那么比较它们第一个原子上连接的原子的顺序；如有双键或三键，则视为连接了2或3个相同的原子。 以次序最高的官能团作为主要官能团，命名时放在最后。其他官能团，命名时顺序越低名称越靠前。 1.2主链或主环系的选取 以含有主要官能团的最长碳链作为主链，靠近该官能团的一端标为1号碳。 如果化合物的核心是一个环（系），那么该环系看作母体；除苯环以外，各个环系按照自己的规则确定1号碳，但同时要保证取代基的位置号最小。 支链中与主链相连的一个碳原子标为1号碳。 1.3数词 位置号用阿拉伯数字表示。 官能团的数目用汉字数字表示。 碳链上碳原子的数目，10以内用天干表示，10以外用汉字数字表示。 2.各类化合物的具体规则 2.1烷烃 找出最长的碳链当主链，依碳数命名主链，前十个以天干(甲、乙、丙...)代表碳数，碳数多於十个时，以中文数字命名，如：十一烷。 从最近的取代基位置编号：1、2、3...(使取代基的位置数字越小越好)。以数字代表取代基的位置。数字与中文数字之间以- 隔开。 有多个取代基时，以取代基数字最小且最长的碳链当主链，并依甲基、乙基、丙基的顺序列出所有取代基。 有两个以上的取代基相同时，在取代基前面加入中文数字：一、二、三...，如：二甲基，其位置以, 隔开，一起列於取代基前面。 2.2烯烃 命名方式与烷类类似，但以含有双键的最长键当作主链。 以最靠近双键的碳开始编号，分别标示取代基和双键的位置。
桥环、螺环烷烃的命名(2007-05-06 14:56:12) 标签：有机物命名桥环螺环烷烃 桥环烷烃的命名 桥环烷烃（bridged hydrocarbon）是指共用两个或两个以上碳原子的多环烷烃，共用的碳原子称为桥头碳（bridgehead carbon），两个桥头碳之间可以是碳链，也可以是一个键，称为桥。将桥环烃变为链形化合物时，要断裂碳链，如需断两次的桥环烃称为二环（bicyclo），断三次的称三环（tricyclo）等等，然后将桥头碳之间的碳原子数（不包括桥头碳）由多到少顺序列在方括弧内，数字之间在右下角用圆点隔开，最后写上包括桥头碳在内的桥环烃碳原子总数的烷烃的名称。如桥环烃上有取代基，则列在整个名称的前面，桥环烃的编号是从第一个桥头碳开始，从最长的桥编到第二个桥头碳，再沿次长的桥回到第一个桥头碳，再按桥渐短的次序将其余的桥编号，如编号可以选择，则使取代基的位号尽可能最小： ?/P> 如上式三环烃中，在2,6位中间无碳原子，因此用零表示，在零的右上角标明位号，位号中
间用逗号隔开。 对于一些结构复杂的桥环烷烃，常用俗名。 螺环烷烃的命名 螺环烷烃（spirocyclic hydrocarbon）是指单环之间共用一个碳原子的多环烃，共用的碳原子称为螺原子（spiro atom）。螺环的编号是从螺原子上的小环开始顺序编号，由第一个环顺序编到第二个环，命名时先写词头螺，再在方括弧内按编号顺序写出除螺原子外的环碳原子数，数字之间用圆点隔开，最后写出包括螺原子在内的碳原子数的烷烃名称，如有取代基，在编号时应使取代基位号最小，取代基位号及名称列在整个名称的最前面： ?/P> 螺[5.5]十一烷分子对称，可合并命名，称为螺[二环己烷]（spirobicyclohexane
一、 环烷烃的命名 环烷烃的命名与烷烃相似，只是在同数碳原子的链环烷烃的名称前加“环”字。 环丙烷 环丁烷 环己烷 成环碳原子的编号，应使环上取代基的位次最小。 甲基环戊烷 1-甲基-3-乙基己烷 当环上有复杂取代基时，可将环作为取代基命名。 2CH 2CH 2CH 3 2CH 2CH 2CH 1-环丁基丁烷 1，4-二环戊基丁烷 二、环烷的结构与稳定性 环烷烃的稳 定性与其环的几何形状和 角张力有关，分子键角越接 近正四面体角（109° 28′），分子越稳定，反之， 偏差越大角张力越大，环越 不稳定。 ………
一、稳定性：烷烃具有高度的化学稳定性，常用作溶剂的药物基质。烷烃在适宜的反应条件 下，也能进行一些反应，主要有卤代反应。 二、卤代反应：有机化合物分子中的氢原子（或其他原子）或基团被另一原子或基团取代的化学反应称为取代反应。烷烃分子中的氢原子被卤素原子取代的反应称为卤代反应。 1、甲烷的卤代反应 条件：紫外光照射或加热至250~400℃ 产物：一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷（氯仿）和四氯甲烷（四氯化碳）的混合物一般较难限定取代在一元取代的产物（CH 3 Cl）的阶段 CH 4+Cl 2 2、烷烃卤代反应的取向 含有不同类型氢原子的烷烃，发生自由基氯取代反应，生成多种氯代烷异构体的混合物。 CH 3CH 2 CH 33 CH 2 CH 2 Cl+CH 3 CHCH 3 Cl 1-氯丙烷（43%）2-氯丙烷（57%） CH 3 CH 3 CH 3 CH 3CHCH 3 +Cl 32 -Cl + CH 3 CCH 3 Cl 2-甲基-1-氯丙烷（37%）2-甲基-2氯丙烷（63%） 由于氯的活泼性较大，选择性较差，在氯代反应中，各种产物间的相对比例相差不大；溴的活泼性较小，选择性较强，总是以一种产物占优势。 CH 3CH 2 CH 3 CH 3 CH 2 CH 2 Br+CH 3 CHCH 3 Br 1-溴丙烷（3%）2-氯丙烷（97%） CH 3 CH 3 CH 3 CH 3CHCH 3 +Br 32 -Br + CH 3 CCH 3 Br
2.2 环烷烃(cycloalkane) 一、环烷烃的分类和命名 (一)环烷烃的分类 小环：三元环、四元环 中环：七元环十二元环 大环：十二元环以上 常见环：五元环、六元环 单环环烷烃 螺环烃 桥环烃 环烷烃 多环环烷烃 (二)环烷烃的命名 1.单环环烷烷烃：与烷烃相似，只在母体名称前加“环”字，编号使取代基的位次最小。 环丙烷环丁烷环戊烷环己烷环辛烷 4-Ethyl-1,2-dimethyl-cyclopentane 1,2-二甲基-4-乙基环戊烷 例： 2.双环螺脂环烃的命名是在成环碳原子总数的烷烃名称前加上“螺”字。螺环的编号是从螺原子的邻位碳开始，由小环经螺原子至大环，并使环上取代基的位次最小。将连接在螺原子上的两个环的碳原子数，按由少到多的次序写在方括号中，数字之间用下角圆点隔开，标在“螺”字与烷烃名之间。例如 螺[3.4]辛烷 spiro[3.4]octane 命名双桥脂环烃时，以碳环数“二环”为词头。然后在方括号内按桥路所含碳原子的数目由多到少的次序列出，数字之间用下角圆点隔开。方括号后写出分子中全部碳原子总数的烷烃名称。编号的顺序是从一个桥头开始，沿最长桥路到第二桥头，再沿次长桥路回到第一桥头，最后给最短桥路编号，并使取代基位次最小。例如： 1,7-二甲基螺[4.4]壬烷
1-甲基二环[4.1.0]庚烷 二环[2.2.2]辛烷 1-methylbicyclo[4.1.0]heptane bicyclo[2.2.2]octane 二、环烷烃的结构与稳定性 (一)拜尔张力学说 o 28' 60 o 90o （1）碳原子成环时都处于同一平面，即具有平面的分子结构。 （2）根据正四面体的模型，假设成环后键角为109o28′的环状化合物不仅稳定，而且容易形成。 角张力：SP 3杂化的C 形成环丙烷时每个键必须向内偏转24o44′，形成环丁烷则须偏转9o44′，它们都有恢复稳定的正四面体结构的趋势，即键的偏转使分子内部产生了张力，这种张力是由于键角的偏转而产生，故称角张力。 稳定性：偏转角度越大，张力越大，环就越不稳定而易发生开环反应。 结论：环丙烷和环丁烷为张力环，不稳定，易开环； 环戊烷和环己烷为无张力环，稳定，不易开环。 (二)弯曲键 1. X-射线衍射解析及量子力学计算结果：环丙烷的C —C 键键角为105.5o，Ｃ—Ｈ键键角为114 o，即Ｃ为SP 3杂化。 ２.成键时，两个原子的电子云重叠不是在一条直线上正面重叠，而是似“香蕉”状弯曲部分重叠。 ３.弯曲键重叠程度小，易断裂、开环，不稳定。